Opublikowano. 30.X.1965 BIBLIOTEKA ?du Patanlowego ' heczyp^aiiiifi Lcrtfowef ?c Z\oO KI 4fth, ftL MKP e-23 k" Wspóltwórcy wynalazku: doc. dr inz. Jerzy Doerffer, mgr inz. Stanislaw Kubera, mgr inz. Krzysztof Rosochowicz Wlasciciel patentu: 'Politechnika Gdanska (Katedra Technologii Okre¬ tów), Gdansk (Polska) Sposób prostowania konstrukcji spawanych ze stopów alumi¬ niowych, zwlaszcza ze stopów utwardzonych przez zgniot na zimno lub ze stopów aluminiowych miekkich Przedmiotem wynalazku jest sposób prostowa¬ nia konstrukcji spawanych z aluminiowych blach i profili, takich jak kadlub statku, nadbudówki, zbiorniki itp. Wlasciwosci fizyczne materialu po¬ woduja, ze konstrukcje ze stopów aluminiowych ulegaja znacznym odksztalceniom w wyniku spa¬ wania. Sa to odksztalcenia trwale, które mozna usunac przy pomocy dodatkowej obróbki plastycz¬ nej lub termicznej i plastycznej.Znane sa sposoby usuwania odksztalcen spawal¬ niczych przez przekuwanie na zimno w celu roz¬ ciagniecia miejsc, w których wystepowal skurcz materialu, albo przez nagrzewanie i przekuwanie na goraco w celu wywolania speczenia materialu w miejscach, w których jest jego nadmiar (na wy¬ puklosciach).Przekuwanie na zimno znajduje ograniczone za¬ stosowanie ze wzgledu na mala skutecznosc. Nato¬ miast prostowanie na goraco stopów aluminiowych jest trudne do zastosowania ze wzgledu na latwosc uszkodzenia konstrukcji z powodu niskiej tempe¬ ratury topnienia materialu, mozliwosc powieksze¬ nia sie odksztalcen przy nagrzewaniu na skutek duzego przewodnictwa cieplnego materialu, duzego wydluzenia cieplnego i niskiego modulu sprezysto¬ sci, nastepnie równiez ze wzgledu na pogorszenie sie wlasciwosci wytrzymalosciowych w wyniku na¬ grzewania (szczególnie stopów o wytrzymalosci zwiekszonej droga zgniotu ha zimno) oraz poja- 10 15 20 25 wienie sie kruchosci materialu w temperaturze okolo 500°C.W wyniku przeprowadzonych prób i badan wy¬ trzymalosciowych opracowano sposób wedlug wy¬ nalazku, który przy uwzglednieniu powyzszych czynników umozliwia skuteczne prostowanie kon¬ strukcji spawanych ze stopów aluminiowych, w szczególnosci stopów Utwardzonych przez gniot na zimno.Na rysunku uwidoczniono przykladowo kon¬ strukcje spawana przeznaczona do prostowania, przy czym miejsca nakreskowane oznaczaja strefy przekucia.Prostowanie przeprowadza sie wedlug wynalaz¬ ku na goraco z zastosowaniem do nagrzewania pal¬ nika tlenowo-acetylenowego, przy czym nagrzewa¬ nie odbywa sie z jednoczesnym chlodzeniem, dzieki czemu cieplo nie rozprzestrzenia sie i nie wywo¬ luje niepozadanych odksztalcen wtórnych. Chlo¬ dzenie umozliwia równiez swobodne operowanie palnikiem bez obawy przetopienia materialu. Sred¬ nia temperatura blachy w nagrzewanym miejscu nie przekracza 300°C, wobec czego zmiany wytrzy¬ malosciowe materialu sa bardzo nieznaczne, mniej¬ sze niz przy innych metodach nagrzewania (lukiem elektrycznym, napawaniem, palnikiem gazowym bez chlodzenia).Chlodzenie jest najskuteczniejsze przy bezpo¬ srednim zamocowaniu dyszy wodnej na palniku, dzieki czemu plomien mozna otoczyc plaszczem 501183 50118 4 wodnym w ksztalcie stozka. Chlodzenie wodne nie powinno doprowadzac do calkowitego ochlodzenia konstrukcji. Po przejsciu palnika w miejscu na¬ grzania material powinien posiadac temperature okolo 100qC. Nagrzany material staje sie ."bardziej plastyczny, wobec czego pod wplywem istniejacych lub wywolanych w danym obszarze naprezen wew¬ netrznych ulega odksztalceniom trwalym. Nagrze¬ wanie swobodne (bez przekuwania) wywoluje po¬ jawienie sie cieplnych naprezen sciskajacych, po¬ wodujacych speczenie nagrzanego materialu. Przy nagrzewaniu miejsc, w których wystepuje spietrze¬ nie spawalniczych naprezen rozciagajacych (strefy spoin), w polaczeniu z przekuwaniem nagrzanych miejsc i mlotkowaniem obszarów sasiednich, moz¬ na uzyskac odpowiednie rozciagniecie nagrzanego materialu.Szerokosc nagrzewania w kazdym przypadku uzalezniona jest od grubosci materialu i nie moze przekraczac wielkosci dopuszczalnych ze wzgledu na mozliwosc wyboczenia sie materialu w miejscu nagrzewania. Obowiazuje stosowana równiez przy innych sposobach prostowania zasada nagrzewania pasowego, która przy najmniejszej powierzchni na¬ grzania daje najlepsze rezultaty.Ze wzgledu na ujemny wplyw nagrzewania na wytrzymalosc stopów utwardzonych, sposób we¬ dlug wynalazku wprowadza korzystniejsza zasade nagrzewania strefy spoin (to znaczy miejsc, w któ¬ rych juz poprzednio wystapilo nagrzewanie mate¬ rialu przy spawaniu). Dzieki temu sprowadza sie do minimum nagrzewanie materialu, który nie byl poddany wplywowi ciepla, wobec czego wlasciwo¬ sci wytrzymalosciowe konstrukcji po operacji pro¬ stowania nie ulegaja powazniejszym zmianom. Na¬ grzewanie polaczone z przekuwaniem powoduje rozciagniecie materialu w miejscach, gdzie wysta~ pil skurcz po spawaniu, wobec czego ulegaja rów¬ niez likwidacji odksztalcenia wtórne w postaci wy¬ puklosci i wkleslosci na blachach miedzy usztyw¬ nieniami i w poblizu spoin.Dodatkowa zaleta takiego nagrzewania jest zmniejszenie naprezen wewnetrznych w konstruk¬ cji, które byly wywolane spawaniem. Przykladowa 10 15 20 30 35 40 kolejnosc operacji prostowania konstrukcji spawa¬ nej z blach z usztywnieniami jest nastepujaca: naj¬ pierw nagrzewa sie i przekuwa glówne spoiny 1 czolowe, wywolujace sfalowanie krawedzi blach.Nastepnie nagrzewa sie i przekuwa pozostale spoi¬ ny 2 czolowe, wywolujace odksztalcenia miejscowe krawedzi blach, przy czym szczególnie intensyw¬ nie przekuwa sie miejsca krzyzowania sie spoin.Dalej nagrzewa sie i przekuwa blachy w miej¬ scach przyspawania usztywnien 3. Celem tej ope¬ racji jest likwidacja odksztalcen katowych i zmniejszenie wypuklosci i wkleslosci na blachach miedzy usztywnieniami. W koncu, w razie po¬ trzeby, nagrzewa sie dodatkowe paski na blachach w celu usuniecia pozostalych wypuklosci 4. Na¬ grzewanie przeprowadza sie na wypuklosciach i wkleslosciach 4 równolegle do ich podstaw.Operacje prostowania nalezy przeprowadzac w warunkach zamocowania konstrukcji, zwieksza¬ jacego jej sztywnosc. Do tego celu mozna stosowac typowe oprzyrzadowanie montazowo-spawalnicze (sciagacze, dociski srubowe, pneumatyczne itp.). PL